冬小麦籽粒主要品质性状的全基因组关联分析

摘要：

[目的]小麦籽粒品质是影响小麦加工品质和营养价值的重要因素.挖掘与小麦籽粒品质性状显著关联的位点及候选基因,为拓宽对小麦品质性状遗传机理的理解和分子标记辅助优质小麦育种提供依据.[方法]通过对来自国内外 259 份冬小麦品种(系)的蛋白质含量、湿面筋含量、淀粉含量、沉降值和籽粒硬度等5个品质性状进行测定,并结合90K SNP芯片进行全基因组关联分析,将定位到的显著性关联位点进行单倍型分析.[结果]5 个性状均符合正态分布且在不同环境间均表现出丰富的变异,沉降值的变异系数最大(20.11%—24.42%).各性状在基因型、环境、基因型×环境间均呈现出极显著差异(P＜0.001),广义遗传力为 0.77-0.84.通过全基因组关联分析,共检测到 44 个与 5 个性状显著关联(P＜0.001)的位点,分布在除1D和3D染色体外的其他19个连锁群.在2个及以上的环境中均稳定存在的位点18个,涉及蛋白质含量(12个)、湿面筋含量(9个)、淀粉含量(11个)、沉降值(12个)和籽粒硬度(7个)等5个性状,能解释遗传变异的4.27%—10.98%.其中 13 个为多效应位点,与蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值和淀粉含量等性状相关联的多效应位点最多(7个).位于2B、2D和3A染色体的GENE-0762_631、IAAV7742和RAC875_c66845_466位点同时在2个环境和BLUP值下被检测到,表型贡献率的范围为4.32%—7.07%.通过对多环境下存在且表型贡献率高的多效应位点进行单倍型分析,在5D染色体的D_GDS7LZN02F4FP5_176位点发掘到与蛋白质含量、沉降值和淀粉含量等性状显著相关的Hap1、Hap2、Hap3 和Hap4 等 4个不同单倍型,其中,Hap1 是高淀粉含量单倍型(P＜0.001),而Hap2 和Hap3 均为高蛋白质含量和沉降值的单倍型(P＜0.05),4个单倍型分别占74.22%、16.21%、6.92%和2.65%.对不同来源冬小麦的单倍型分布频率进行分析,其中,高蛋白质含量和沉降值单倍型 Hap2 的分布频率由高到低为黄淮冬麦区＞北部冬麦区＞国外品种＞长江中下游冬麦区＞西南冬麦区.对稳定遗传的位点进行候选基因的挖掘,筛选到 10 个可能与小麦籽粒品质相关的候选基因.[结论]检测到 18 个与籽粒品质性状显著关联的稳定位点,鉴定到4个不同单倍型,筛选出10个与籽粒品质相关的候选基因.

关键词：冬小麦、品质、SNP标记、GWAS、单倍型、候选基因

所属期刊栏目：56

分类号：S513.609;S641.2;TS255.52

资助基金：新疆维吾尔自治区重大科技专项;新疆农业大学作物学重点学科发展基金

在线出版日期：2023-07-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共17页

页码：2047-2063